JP2009165062A - 狭域通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】
１つの基地局から発射される電波は、所定の移動局が通行する道路をはみ出し、隣の道路にまで広がっている場合、所定の移動局と基地局の通信が確立する前に、別の移動局と通信が確立し、適切な料金処理ができないという結果になる。
【解決手段】
基地局と移動局とを有し、上記基地局は、フレーム制御信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記フレーム制御信号の受信により接続要求信号を上記基地局に送信する狭域通信システムにおいて、上記基地局は、上記フレーム制御信号に上記移動局が送信する上記接続要求信号の送信を制御するＦＣＭＣ情報を含めて送信する機能を有し、上記移動局は、上記基地局からのＦＣＭＣ情報を受信すると共に、上記ＦＣＭＣ情報に基づいて上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を送信し、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、狭域通信システムに関し、特に、複数の基地局の通信領域が近接するような狭域通信システムにおいて、移動局が所定の基地局と安定した双方向通信ができる狭域通信システムに関するものである。

安全性の向上や輸送効率の向上，快適性の向上を目指したサービスを実現するために、道路と車両とを一体化したシステムとした走行支援道路交通システム（ＡＨＳ：Advanced Cruise-Assist Highway System）や将来のインターネット接続を目標としたスマートゲートウエイシステム（ＳＧＷ：Smart Gateway System）に使用される狭域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）システム（以下、ＤＳＲＣシステムと称する。）の開発が進められている。このＤＳＲＣシステムは、社団法人 電波産業会 「狭域通信（ＤＳＲＣ）システム標準規格ARIB STD-T75」として定められている。このシステムは、直径数メートルから数十メートルの限られた通信エリアを対象とし、エリアごとに異なる情報を送受信できる特徴があり、路上に設置した基地局装置と車両に搭載した移動局装置との間で行なう路車間通信や移動局装置間で行なう車車間通信などの無線通信を利用した様々なサービスの実現が期待されている。例えば、路車間通信では、有料道路の自動料金支払いシステム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System）への適用や駐車場、ガソリンスタンドなどでの決済サービスや情報提供サービスへの展開も図られようとしている。

さて、従来のＤＳＲＣシステムの一例を図１２を用いて説明する。図１２は、例えば、有料道路に設置されている料金ゲートの一例を示している。図１２において、道路１２０１上を移動局１２０２が矢印の方向に走行するものとする。路側に設置された基地局１２０３は、ＤＳＲＣ無線装置（図示せず。）を備えており、基地局１２０３のＤＳＲＣ無線装置は、アンテナ１２０４から放射する電波が道路１２０１上に向けられている。そして、基地局１２０３のＤＳＲＣ無線装置と移動局１２０２との間で通信を行うが、通信が可能になる領域を通信領域として、例えば、通信領域１２０５−１、通信領域１２０５−２（通信領域を代表する場合は、通信領域１２０５と称する。）を有しているものとする。ここで、電界強度に所定値（例えば、Ｅｔｈ：閾値）を設定し、通信領域１２０５−１は、閾値Ｅｔｈ以上の電界強度を有する通信領域を示し、通信領域１２０５−２は、閾値Ｅｔｈ以下の電界強度を有する通信領域を示している。なお、１２０６−１、１２０６−２は、例えば、有料道路の料金所のゲートを示している。以下、料金ゲート１２０６と称する。このようなシステムは、有料駐車場の料金所やガソリンスタンドにも同様のシステムがあるが、本例では、有料道路の場合で説明する。また、ここで移動局とは、無線装置を搭載した移動局を意味する。

基地局１２０３のＤＳＲＣ無線装置は、先にも説明したように直径数メートルから数十メートルの限られた通信エリアを有する狭域通信無線装置であるが、ある程度の広がりを有している。このような通信エリアを実現するために、ＤＳＲＣ無線装置のアンテナ１２０４は、例えば、矩形形状のアンテナを複数個、面状に配置し、指向性を強めたアンテナが使用される。そして、ＤＳＲＣ無線装置の送信出力は、例えば、高速道路のＥＴＣでは、３０ｍＷ程度、また、一般道路でのＥＴＣでは、３ｍＷ〜１０ｍＷ程度に設定されている。

上記ＤＳＲＣシステムの動作を説明する。移動局１２０２が道路１２０１を矢印方向に走行している。道路１２０１の路側に位置する基地局１２０３が移動局１２０２との通信のために道路１２０１に向けて電波を発射している。移動局１２０２は、道路１２０１を進行中に基地局１２０３の電波を受信する。例えば、通信領域１２０５−２に入った時である。この時の移動局１２０２が受信可能になる位置は、基地局１２０３が発射する電波の強度と移動局１２０２の受信機（図示せず。）の受信感度に依存する。例えば、移動局１２０２が通信領域１２０５−２に入ったときに移動局１２０２の受信機が受信したとする。移動局１２０２は、基地局１２０３と双方向通信を開始するために基地局１２０３に向けて電波を放射する。基地局１２０３は、移動局１２０２が放射した電波を受信し、基地局１２０３が有する受信レベル監視装置（図示せず。）により移動局が放射した電波の強度を測定する。

基地局１２０３の受信レベル判定装置は、例えば、閾値Ｅｔｈが設定されているので、例えば、移動局１２０２が通信領域１２０５−２を走行中では、移動局１２０２からの受信電力は、所定の値を満たさないため、基地局１２０３は、移動局１２０２からの通信開始要求に対して否定的な回答（Ｎｏの回答）を行うか、あるいは、回答を返さないため、双方向の通信が行われない。

次に、移動局１２０２が更に走行するので、通信領域１２０５−１に入る。この状態では、基地局１２０３は、移動局からの通信の受信レベルが閾値Ｅｔｈ以上の値になり、基地局１２０３の受信レベル判定装置は、双方向通信の開始を許可する。そして、移動局１２０２は、基地局１２０３からの通信許可を受信し、双方向通信が成立する。

而して、上述した従来のＤＳＲＣシステムでは、移動局１２０２と基地局１２０３との双方向通信が成立した段階で、有料道路の料金の自動支払いや種々の情報提供サービスが行われる。従って、有料道路の料金ゲート１２０６における走行車両を迅速、的確に検知して、確実な自動料金課金を行うことが可能である。また、有料道路に限らず、有料駐車場等でも、多数の移動局が通過するので、通過する車両に対しても確実に通信処理を実行することが必要である。

しかしながら、有料道路あるいは有料駐車場では、多数の移動局の要求を処理するために多数の有料ゲート、例えば、２以上の有料ゲートが近接、または平行して設けられている。このような場合、１つの基地局１２０３のアンテナ１２０４から発射される電波は、移動局１２０２が通行する道路をはみ出し、隣の道路にまで広がっている。同様に、隣の基地局から発射される電波も道路１２０１上にはみ出している。従って、例えば、隣の道路を走行する移動局と基地局１２０３とが通信をする場合が起こりうる。また、移動局１２０２が走行しているときに、この移動局１２０２の後に近接して別の移動局が走行する場合、何らかの原因で、移動局１２０２と基地局１２０３の通信が確立する前に、移動局１２０２に近接して走行している後の別の移動局と基地局１２０３との通信が先に確立する場合が発生する。これは、電波の強い部分が均一に分布しないことにより発生する。

このように隣の道路と走行する移動局あるいは後を走行中の移動局が移動局１２０２が基地局１２０３と通信する前に通信が確立した場合、移動局１２０２が料金ゲート１２０６に到達した時点で、適切な料金処理ができないという結果になり、有料道路の料金の支払い処理ができないという問題が発生する。同様に、有料駐車場での自動料金支払いシステムでも問題となる。従って、このような問題を皆無にする狭域通信システムの確立が望まれている。

特開２００６−２４６３４５号公報 社団法人 電波産業会 「狭域通信（ＤＳＲＣ）システム標準規格ARIB STD-T75」

有料道路あるいは有料駐車場では、多数の移動局の要求を処理するために多数の有料ゲートが平行して設けられている。このような場合、１つの基地局から発射される電波は、所定の移動局が通行する道路をはみ出し、隣の道路にまで広がっている場合、また、移動局の後に近接して別の移動局が走行する場合等、何らかの原因で、所定の移動局と基地局の通信が確立する前に、先に別の移動局と基地局との通信が確立する場合が発生し、所定の移動局が料金ゲートに到達した時点で、適切な料金処理ができないという結果になる。

本発明の目的は、通信処理が確実に実行される信頼性の高い狭域通信システムを提供することである。

本発明の他の目的は、料金支払いが確実に実行される狭域通信システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は、移動局が所定の条件で基地局探索モードに移行する狭域通信システムを提供することである。

本発明は、路上に設置された基地局と、上記基地局と無線通信を行う移動局とを有し、上記基地局は、フレーム制御信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記フレーム制御信号の受信により接続要求信号を上記基地局に送信する狭域通信システムにおいて、上記基地局は、上記フレーム制御信号に上記移動局が送信する上記接続要求信号の送信を制御するＦＣＭＣ（フレームコントロールメッセージチャネル）情報を含めて送信する機能を有し、上記移動局は、上記基地局からのＦＣＭＣ情報を受信すると共に、上記ＦＣＭＣ情報に基づいて上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を送信し、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行するように構成される。

また、本発明の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記基地局からのフレーム制御信号の送信回数および上記フレーム制御信号の電界強度を示す閾値であり、上記移動局は、上記基地局からの上記フレーム制御信号の電界強度を監視する受信レベル監視部を有し、上記受信レベル監視部は、上記閾値以上の電界強度を有する上記フレーム制御信号の受信回数を計測し、該受信回数が上記基地局からの上記ＦＣＭＣ情報で設定された送信回数以上になると、上記移動局の制御部は、上記接続要求信号を送信するように構成される。

また、本発明の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記移動局のＡＣＴＣ（アクチベーションチャネル）最大送信回数であり、上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を繰り返し送信し、上記ＡＣＴＣ最大送信回数を超えても、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行するように構成される。

また、本発明の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記移動局のＡＣＴＣ（アクチベーションチャネル）最大送信時間であり、上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を繰り返し送信し、上記ＡＣＴＣ最大送信時間を超えても、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行するように構成される。

以上説明したように、本発明によれば、１つの基地局から発射される電波が所定の移動局が通行する道路をはみ出し、隣の道路にまで広がっている場合、あるいは、移動局の後に近接して別の移動局が走行する場合等であっても、所定の移動局と基地局との通信が確実に実行できるので、所定の移動局が料金ゲートに到達した時点で、適切な料金処理ができる狭域通信システムを実現することができる。また、基地局と移動局との間の通信処理が確実に実行される信頼性の高い狭域通信システムを構築することができ、料金支払い等の処理が確実に実行される狭域通信システムを実現できる特徴がある。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を説明するための図であり、図１（Ａ）は、道路の上から見た平面図、図１（Ｂ）は、道路の横から見た側面図の概略構成を示す。図１（Ａ）において、１０１―1、１０１―２は、隣接して配置された道路を示している。なお、道路を代表する場合は、道路１０１と称する。１０２−１、１０２−２は、基地局であり、基地局を代表する場合は、基地局１０２と称する。基地局１０２は、ＤＳＲＣ無線装置（図示せず。）を備えており、基地局１０２のＤＳＲＣ無線装置は、アンテナ１０３−１、１０３−２から放射する電波が道路１０１上に向けられている。アンテナ１０３−１、１０３−２は、指向性アンテナである。なお、アンテナを代表する場合は、アンテナ１０３と称する。狭域通信無線装置は、先にも説明したように直径数メートルから数十メートルの限られた通信エリアを有するＤＳＲＣ無線装置である。このような通信エリアを実現するために、ＤＳＲＣ無線装置のアンテナ１０３は、例えば、矩形形状のアンテナを複数個、面状に配置し、指向性を強めたアンテナが使用される。

１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４は、移動局、例えば、無線装置を搭載した自動車を示している。なお、移動局を代表する場合は、移動局１０４と称する。１０５−１（実線で示す。）、１０７−１（点線で示す。）は、基地局１０２−１のアンテナ１０３−１から発射される電波の通信領域を示している。同様に、１０５−２（実線で示す。）、１０７−２（点線で示す。）は、基地局１０２−２のアンテナ１０３−２から発射される電波の通信領域を示している。なお、通信領域１０５−１、１０５−２を代表する場合は、通信領域１０５と称し、通信領域１０７−１、１０７−２を代表する場合は、通信領域１０７と称する。

１０６−１、１０６−２（矩形の範囲を示す。）は、それぞれ通信領域１０５−１、１０５−２で形成される道路上の通信領域（通信領域１ともいう。）を示している。道路上の通信領域１０６−１、１０６−２を代表する場合は、道路上の通信領域１０６と称する。また、１０８−１、１０８−２（矩形の範囲を示す。）は、それぞれ通信領域１０７−１、１０７−２で形成される通路上の通信領域（通信領域２ともいう。）を示している。通路上の通信領域１０８−１、１０８−２を代表する場合は、通路上の通信領域１０８と称する。なお、図１（Ｂ）は、側面図であり、道路１０１上にアンテナ１０３が設けられている。アンテナ１０３から道路１０１上に電波が発射され、通信領域１０５および通信領域１０７が形成され、結果として道路上の通信領域１０６（通信領域１）および道路上の通信領域１０８（通信領域２）が形成されている。

ここで、有料道路の場合について説明する。例えば、ＤＳＲＣ無線装置の送信出力は、例えば、３ｍＷ〜１０ｍＷ程度、例えば、５ｍＷに設定されている。道路１０１の幅は、約３ｍ、道路上の通信領域１（１０６）は、約４ｍで、電界強度は、約−４０ｄＢｍに設定されている。また、道路上の通信領域２（１０８）は、約１２ｍで、電界強度は、約−７０ｄＢｍ以下に設定されている。従って、基地局１０２と移動局１０４の間で、通信可能となる電界強度の値、即ち、閾値Ｅｔｈを、例えば、−５０ｄＢｍに設定しておくと、道路上の通信領域１０６は、通信可能領域となり、道路上の通信領域１０８は、非通信領域となる。なお、１０９−１、１０９−２、１０９−３は、例えば、有料道路の料金所のゲートを示している。以下、料金ゲート１０９と称する。このようなシステムは、有料駐車場の料金所にも同様のシステムがあるが、本実施例では、有料道路の場合で説明する。また、ここで移動局とは、無線装置を搭載した移動局を意味する。なお、上述した通信領域１、２の大きさや閾値は、ＤＳＲＣシステムの構成に応じて適宜設定されることはいうまでもない。

図２は、狭域通信（ＤＳＲＣ）システム標準規格ARIB STD-T75で定められている通信チャネルおよびフレーム構成の一例を示す図であって、図２（Ａ）は、基地局１０２と移動局１０４とが通信するために定められた通信チャネルで、基地局１０２から移動局１０４への下り通信チャネルＦと、移動局１０４から基地局１０２への上り通信チャネルｆを示している。使用する周波数は、５．８ＧＨｚ帯で、下り通信チャネルは、１チャネル幅が５ＭＨｚで、７チャネル、合計３５ＭＨｚが、また、上り通信チャネルは、１チャネル幅が５ＭＨｚで、７チャネル、合計３５ＭＨｚがそれぞれ認められている。従って、基地局１０２と移動局１０４とは、これら７チャネルの内の１チャネルをペアー波、例えば、Ｆ１、ｆ１をペアー波として使用している。

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）で示される１チャネルのフレーム構成を示す図である。ここで、ＦＣＭＳは、フレームコントロールメッセージスロット（以下、制御用スロットＦＣＭＳと称する。）、ＭＤＳ１、ＭＤＳ２、・・・ＭＤＳ８は、メッセージデータスロットである。なお、メッセージデータスロットを代表する場合は、メッセージデータスロットＭＤＳと称する（以下、通信用スロットＭＤＳと称する。）。制御用スロットＦＣＭＳおよび通信用スロットＭＤＳの詳細については、後述する。このフレーム構成において、１フレームは、最低３スロットから最高９スロットが認められている。図２（Ｂ）において、フレームｆｒ−１は、３個のスロットからなるフレーム構成、フレームｆｒ−２は、４個のスロットからなるフレーム構成、・・・フレームｆｒ−７は、９個のスロットからなるフレーム構成を示しており、ＤＳＲＣシステムの構成により、適宜スロット数を選択して設定することができるようになされている。

また、１スロットの長さは、０．８m sec と定められており、最低３スロットを有するフレームｆｒ−１の周期は、２．４m secであり、最高９スロットを有するフレームｆｒ−７の周期は、７．２m secである。

次に、基地局１０２から移動局１０４へ送信される基地局送信フレーム信号および移動局１０４から基地局１０２に送信される移動局送信フレーム信号について図６および図７を用いて説明する。図６（Ａ）は、ＤＳＲＣシステムにおける通信フレームの一実施例を示す図であって、この実施例では、基地局１０２が半２重通信動作を行なう場合の一実施例を示す。なお、本実施例では、基地局１０２および移動局１０４が半２重通信動作を行なう場合について説明するが、基地局１０２および移動局１０４が全２重通信動作を行なう場合についても同様に実施できることはいうまでもない。なお、ここに示すＤＳＲＣシステムにおける通信フレームは、ＤＳＲＣシステム標準規格ARIB STD-T75で定められている通信フレーム構成と同じものであり、本実施例では、８スロットのＭＤＳ（８個のＭＤＳの場合）を有する場合について説明する。

図６において、基地局送信フレーム信号を構成するスロットは、制御用スロットＦＣＭＳと通信用スロットＭＤＳとに大別される。通信用スロットＭＤＳは、複数の移動局との交信が可能なように、路車間でのデータ交換を行なうために、ＭＤＳが複数配置される。図６（Ａ）では、８個の通信用スロットＭＤＳ、即ち、ＭＤＳ１、ＭＤＳ２、・・・ＭＤＳ８が配置されている場合が示されている。

これら８個の通信用スロットＭＤＳのうちの半数、即ち、４個の通信用スロットＭＤＳは、基地局１０２から移動局１０４への下り通信に使用され、残りの４個は、移動局１０４から基地局１０２への上り通信に使用される。制御用スロットＦＣＭＳは、路車間通信に必要な制御情報が含まれており、基地局１０２が送信する通信フレームの構成情報や通信用スロットＭＤＳの使用状況などを格納するフレームコントロールメッセージスロットである。また、ＡＣＴＳは、移動局１０４が基地局１０２に通信接続を要求する接続要求信号を送信するためのアクチベーションスロットである。従って、図６（Ａ）の場合は、１個のＦＣＭＳと８個のＭＤＳで１フレームが構成され、これらの繰り返しで、路車間通信が行われる。

更に、詳述すると、図６（Ａ）に示す半２重通信のための通信フレームでは、その先頭で基地局１０２から移動局１０４へのフレーム制御信号（ＦＣＭＣ：フレームコントロールメッセージチャネル）の下り通信のための制御用スロットＦＣＭＳが割り当てられ、これに続いて下り通信の通信用スロットと上り通信の通信用のスロットとが交互に４個ずつ割り当てられる。即ち、ＭＤＳ１、ＭＤＳ３、ＭＤＳ５、ＭＤＳ７が下り通信の通信用スロットであり、ＭＤＳ２、ＭＤＳ４、ＭＤＳ６、ＭＤＳ８が上り通信の通信用スロットである。そして、ｉ番目（但し、ｉ＝１，２，・・・）（図６（Ａ）では、ｉ＝４である。）の下り通信用スロットと、これに続く（ｉ＋１）番目の上り通信の通信用スロットとに通信用スロットＭＤＳが割り当てられている場合、ｉ番目の通信用スロットＭＤＳを用いて基地局１０２からの下り通信が行なわれると、これに応答して（ｉ＋１）番目の通信用スロットＭＤＳで移動局１０４からの上り通信が行なわれる。また、アクチベーションスロット（ＡＣＴＳ）が割り当てられていると、このアクチベーションスロット（ＡＣＴＳ）で移動局１０４から基地局１０２に通信接続を要求する接続要求信号が送信される。そして、上述の基地局送信フレーム信号は、例えば、図６（Ａ）に示すＦＣＭＳと４個のＭＤＳ１、ＭＤＳ３、ＭＤＳ５、ＭＤＳ７が対応し、移動局送信フレーム信号は、４個のＭＤＳ２、ＭＤＳ４、ＭＤＳ６、ＭＤＳ８が対応する。

図６（Ｂ）は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の制御用スロットＦＣＭＳの具体的なフォーマット構成を示す図である。図６（Ｂ）において、制御用スロットＦＣＭＳは、ＦＣＭＣとガードタイムｔ０とｔ２で構成され、ＦＣＭＣは、ランプビットＲ、プリアンブル信号ＰＲ、ユニークワード信号ＵＷ１、伝送チャネル制御フィールドＳＩＧ、基地局の識別番号フィールドＦＩＤ、フレーム構成情報フィールドＦＳＩ、リリースタイマ情報フィールドＲＬＴ、基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣ、通信スロット割当用のスロット制御情報フィールドＳＣＩ（１〜８）および誤り検査信号ＣＲＣで構成されている。また、通信スロット割当用のスロット制御情報フィールドＳＣＩ（１〜８）は、図６（Ａ）で示す８個の通信スロットＭＤＳに対応する。なお、各部の数字は、オクテットの数（１オクテット＝８ビット）を表し、制御用スロットＦＣＭＳの長さは、４００オクテットである。

図７（Ａ）は、π／４シフトＱＰＳＫ方式のＡＣＴＳ（アクチベーションスロット）のフォーマットを示す。ＡＣＴＳには、６個のアクチベーションチャネルＡＣＴＣ（１）（２）、・・・（６）とガードタイムｔ５、ｔ６が配置され、移動局１０４は、この内から１個のＡＣＴＣを選択し、基地局１０２に情報を送信する。なお、図７（Ａ）の下部の数字は、オクテットの数を表し、合計４００オクテットである。

図７（Ｂ）は、π／４シフトＱＰＳＫ方式のＡＣＴＣフォーマットを示す。図７（Ｂ）において、Ｒ：ランプビット、ＰＲ：プリアンブル信号、ＵＷ２：ユニークワード信号、ＦＩＤ：基地局識別信号、ＬＩＤ：リンクアドレス、ＬＲ１：ＡＣＴＣ用リンク要求情報フィールド、ＣＲＣ：誤り検査信号を表している。各部の数字は、オクテットを表わす。

図３は、本発明で使用される基地局１０２の概略構成を示すブロック図である。図３において、３０１は、通信制御部、３０２は、基地局無線装置である。通信制御部３０１は、記憶部３０５、受信レベル監視部３０６および操作表示部３０７を有している。基地局無線装置３０２は、送信用無線機３１０および受信用無線機３１１で構成されている。

また、図４は、本発明で使用される移動局１０４の無線装置の概略構成を示すブロック図である。図４において、４０１は、基地局無線装置３０２と移動局（または移動局無線装置ともいう。）１０４とが基地局送信フレーム信号あるいは移動局送信フレーム信号を送受信するためのアンテナ、４０２は、送受信を切り替えるための切替スイッチ、４０３は、受信部、４０４は、受信信号処理部、４０５は、制御部、４０６は、記憶部、４０７は、操作表示部、４０８は、送信信号処理部、４０９は、送信部である。また、４１１は、受信レベル監視部、４１２は、計時部、４１３は、ＡＣＴＣ送信回数計数部である。

さて、本発明の動作を説明する前に、図１で示される狭域通信システムの問題点について説明する。図５は、例えば、複数の移動局１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４からの移動局送信フレーム信号の基地局１０２−１での電界強度の測定結果を示している。図５において、横軸は、距離、縦軸は、電界強度を表す。図５（Ａ）は、移動局１０４−１が道路１０１−１上の通信領域１０８−１（通信領域２）から道路１０１−１上の通信領域１０６−１（通信領域１）を走行している場合に、移動局１０４−１から送信される移動局送信フレーム信号の電界強度曲線を示している。

図５（Ｂ）は、移動局１０４−２が道路１０１−１上の通信領域１０８−１（通信領域２）上を走行している場合に、移動局１０４−２から送信される移動局送信フレーム信号の電界強度曲線を示している。図５（Ｃ）は、移動局１０４−３が道路１０１−２上の通信領域１０８−２（通信領域２）から道路１０１−２上の通信領域１０６−２（通信領域１）に進入した直後において、移動局１０４−３から送信される移動局送信フレーム信号の電界強度曲線を示している。そして、図５（Ｄ）は、移動局１０４−４が道路１０１−２上の通信領域１０８−２（通信領域２）上を走行している場合に、移動局１０４−４から送信される移動局送信フレーム信号の電界強度曲線を示している。このように基地局１０２−１の近傍を走行する複数の移動局１０４からの移動局送信フレーム信号は、基地局１０２−１で受信されることを示している。そして、例えば、図５（Ｃ）に示されるように、移動局１０４−３の移動局送信フレーム信号の電界強度が通信領域１０６−２（通信領域１）に侵入する直前に、閾値より大きくなる場合が発生している。このような場合、移動局１０４−３が基地局１０２−１と双方向通信を確立することが考えられる。

更に、詳述すると、道路１０１−１、１０１−２の料金ゲート１０４に向かって多数の移動局１０４が移動している。このような状態で、料金ゲート１０９で正しく料金処理を行うためには、例えば、道路１０１−１を走行してくる移動局１０４−１、１０４−２は、基地局１０２−１との間で順次双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませなければならない。即ち、基地局１０２−１では、まず、移動局１０４−１との双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませた後、次に、料金ゲートに侵入してくる移動局１０４−２との双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませなければならない。この順序が逆転し、移動局１０４−２が移動局１０４−１より先に料金決済をするようなことがあってはならない。

同様に、道路１０１−２を走行してくる移動局１０４−３、１０４−４は、基地局１０２−２との間で順次双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませなければならない。即ち、基地局１０２−２では、まず、移動局１０４−３との双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませた後、次に、料金ゲートに侵入してくる移動局１０４−４との双方向通信を確立し、正しく料金決済を済ませなければならない。この順序が逆転し、移動局１０４−４が移動局１０４−３より先に料金決済をするようなことがあってはならない。

更に、基地局１０２のアンテナ１０３から放射される電波は、指向性を持っているとはいえ、図１２で示されるようにある程度の広がりを有している。従って、図１で示されるように、２つの隣接した料金所では、例えば、基地局１０２−１が隣の道路を走行している移動局１０４−３との双方向通信を確立する場合も起こりうる。このような誤った通信が確立すると、料金ゲートが混乱し、正しい料金決済が行われないため、信頼性の低い狭域通信システムとなる。

即ち、経年変化や、環境の変化等の何らかの原因で、局所的に受信電界が強くなり、必ずしも基地局１０２−１が移動局１０４−１、１０４−２の順に通信を確立したり、また、基地局１０２−２が移動局１０４−３、１０４−４の順に通信を確立するとは限らない状態が発生する。また、基地局が隣の道路を走行する移動局と通信を行う場合も起こりうる。本発明は、このような問題が発生した場合でも、確実に所定の移動局と双方向通信が確立し、確実に料金処理が行われる信頼性の高い狭域通信システムを実現するものである。

以下、本発明の一実施例の動作を説明する。まず、基地局１０２−１と道路１０１−１上を走行する移動局とは、図２（Ａ）で示す、例えば、下り通信チャネルＦ１、上り通信チャネルｆ１で通信し、基地局１０２−２と道路１０１−２上を走行する移動局とは、例えば、下り通信チャネルＦ２、上り通信チャネルｆ２で通信するものとする。即ち、異なる周波数の１対のチャネルを用いて通信するものとする。なお、本実施例では、料金ゲートが近接して２ヶ所に設けられる場合について説明するが、複数ある場合は、それぞれ異なる周波数の１対のチャネルを用いて通信するように構成されることはいうまでもない。

さて、基地局１０２−１は、基地局１０２−１からの電波で形成する通信領域１０６−１および１０８−１を通行する移動局１０４−１、１０４−２が基地局１０２−１の電波を検出できるようにするために、図６に示す構成のフレーム制御信号（ＦＣＭＣ）を基地局送信フレーム信号で連続的に送信する。同様に、基地局１０２−２は、基地局１０２−２からの電波で形成する通信領域１０６−２および１０８−２を通行する移動局１０４−３、１０４−４が基地局１０２−２の電波を検出できるようにするために、図６に示す構成のフレーム制御信号（ＦＣＭＣ）を基地局送信フレーム信号で連続的に送信している。なお、以下の説明では、説明を簡単にするために、説明上必要な場合を除いて、基地局１０２−１と移動局１０４との通信に限定して説明するが、基地局１０２−２と移動局１０４との通信も同様である。

さて、移動局１０４−１は、道路１０１−１上を矢印の方向に、通信領域１０８−１から１０６−１に向かって走行している。そして、基地局１０２−１からのフレーム制御信号（ＦＣＭＣ）を検出した移動局１０４−１は、接続要求信号（ＡＣＴＣ）の受け入れを起動条件として、路車間無線通信を開始する。ここで、基地局１０２−１の通信制御部３０１は、通信フレームを形成するための時間基準を管理し、また、通信用スロットＭＤＳであるか、アクチベーションスロット（ＡＣＴＳ）であるかの検出、あるいは、送受信のタイミングに関する指示等を行なう。また、通信制御部３０１は、通信用フレームの構成情報や通信スロットの使用状況などについての管理も行ない、更に、移動局１０４−１との通信接続の状態管理も行なう。

一方、移動局１０４−１は、道路１０１−１上を走行し、基地局１０２−１からの基地局送信フレーム信号を受信する範囲に入ったとすると、移動局１０４−１は、基地局送信フレーム信号を受信し、移動局１０４−１は、基地局１０２−１にＡＣＴＳを用いて通信接続を要求する接続要求信号を送信する。この時、基地局１０２−１の受信レベル監視部３０６は、例えば、閾値Ｅｔｈが設定されているので、移動局１０４−１が通信領域１０８−１を走行中では、移動局１０４−１からの受信電界は、所定の値を満たさない（閾値Ｅｔｈ以下）ため、基地局１０２−１は、移動局１０４−１からの通信開始要求に対して否定的な回答（Ｎｏの回答）を行うか、あるいは、回答を返さないため、双方向の通信が行われない。

次に、移動局１０４−１が更に走行し、通信領域１０６−１に入り、移動局１０４−１からの受信電界が所定値（閾値Ｅｔｈ）以上になると、基地局１０２−１は、移動局１０４−１に接続ＯＫの回答を行うので、移動局１０４−１は、基地局１０２−１との間で双方向の通信が確立され、制御用スロットＦＣＭＳで指定される通信スロットＭＤＳ、例えば、図６（Ａ）で示される通信スロットＭＤＳ１およびＭＤＳ２を用いて、料金情報の送受信が行われ、料金処理が終了する。後続の移動局１０４−２についても同様の処理が行われる。

このようにして基地局１０２−１と移動局１０４−１とのの間で双方向通信が確立し、料金処理が行われるが、上述したように移動局１０４−１が道路１０１−１上を走行中に確実に基地局１０２−１と双方向通信が確立するかの保証はない。従って、本発明では、これを工夫して、移動局１０４−１が道路１０１−１上を走行中に確実に基地局１０２−１と双方向通信が確立するようにするものである。

以下、これについて詳細に説明する。まず、本発明の基本的な原理は、周波数あるいはチャンネルを所定周期で切り替え、基地局を探索する。そして、新しい電波が受信されると、通信を開始し、データ内容を確認するように構成することである（これを基地局探索モードとよぶことにする）。この基地局探索モードは、移動局が通信する本来の基地局を周波数あるいはチャンネルを切替えて探索するモードである。

これを実現するために、本発明の第１の実施例では、基地局からのフレーム制御信号ＦＣＭＣの受信レベルが所定値以上であることを移動局が計測し、この計測結果に基づいて移動局が接続要求信号ＡＣＴＣを送信するが、基地局からの接続許可信号が受信されない場合、基地局探索モードに移行するように構成することである。

本発明の第２の実施例では、移動局が送信する接続要求信号の最大送信回数を前もって定め、接続要求信号ＡＣＴＣの送信回数が前もって定めた最大送信回数を越えると、基地局探索モードに移行するように構成することである。

本発明の第３の実施例では、接続要求信号ＡＣＴＣの送信時間を設定し、この所定の送信時間を越えた場合、基地局探索モードに移行するように構成することである。

なお、上記の本発明の第１から第３の実施例は、個別にそれぞれ独立に実施することもできるし、また、狭域通信システムの精度あるいは信頼性の要求から２つの実施例を組合せたり、３つの実施例を組合せることも容易に実施できることはいうまでもない。

まず、上述の本発明の第１の実施例、即ち、基地局からのフレーム制御信号ＦＣＭＣの受信レベルが所定値以上であることを移動局が計測し、この計測結果に基づいて移動局が接続要求信号ＡＣＴＣを送信し、基地局からの接続許可信号が受信されない場合、基地局探索モードに移行することについて、図８、図９を用いて詳細に説明する。図８（Ａ）は、本発明の第１の実施例を説明するための動作説明図であり、図８（Ｂ）は、本発明を実施するためのフレーム制御信号ＦＣＭＣのフレーム構成を示す図である。

図８（Ａ）において、基地局１０２−１は、図１（Ａ）で説明したようにアンテナ１０３−１から道路１０１−１上に電波を発射し、通信領域を形成している。移動局１０４−１は、道路１０１−１上を矢印の方向に移動している。この状態で、移動局１０４−１が、通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信する（ステップ８０１）。この場合、基地局１０２−１のアンテナ１０３−１から発射されるフレーム制御信号ＦＣＭＣの一部の概略構成を図８（Ｂ）に示す。なお、フレーム制御信号ＦＣＭＣは、ＤＳＲＣシステム標準規格ARIB STD-T75では、図６（Ｂ）に示されるフレーム構成であるが、図８（Ｂ）は、本発明の理解を容易にするため、例えば、識別ヘッダ８２１、ＦＣＭＣ受信回数８２２および受信閾値８２３として示してある。ここで、識別ヘッダ８２１は、例えば、図６（Ｂ）のプリアンブル信号ＰＲ（ビット１、０の繰返し信号）およびユニークワード信号ＵＷ１に対応し、ＦＣＭＣ受信回数８２２および受信閾値８２３は、本発明を実施するために、例えば、図６（Ｂ）の基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣ（７オクテット）の一部のビットを用いて挿入したものである。例えば、ＦＣＭＣ受信回数８２２および受信閾値８２３を表１にテーブルとして示す。以下、このテーブルで指定された情報を第１のＦＣＭＣ情報と称する。なお、本実施例では、第１のＦＣＭＣ情報を基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣに添付した場合について説明するが、他の領域に添付して送信することもできる。

表１において、ＦＣＭＣ送信回数：Ｍ回、Ｅｔｈ以上の受信回数：Ｎ_０回以上は、ＦＣＭＣ受信回数８２２の領域で、また、ＦＣＭＣ電界強度：Ｅｔｈ以上は、受信閾値８２３の領域で送信する。このテーブルの第１のＦＣＭＣ情報は、例えば、基地局１０２−１の記憶部３０５に記憶しておき、フレーム制御信号ＦＣＭＣの送信時に添付して送信する。

さて、移動局１０４−１が通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信し、移動局１０４−１の制御部４０５は、表１で指定された第１のＦＣＭＣ情報を記憶部４０６に記憶する（ステップ８０２）。

而して、通信領域１０８−１の領域では、移動局１０４−１が受信するフレーム制御信号ＦＣＭＣの電界強度Ｅは、極めて弱く、また、図５でも説明したように、他の基地局からのフレーム制御信号ＦＣＭＣを受信するとも限らない。また、図９に本実施例での計測値の一例が示すように、受信レベルが不安定な領域、例えば、通信領域１０８−１では、フレーム制御信号ＦＣＭＣの受信レベルが９０１のように変動する。なお、図９は、横軸に移動局位置Ｘ（ｍ）、縦軸にＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値を示す。従って、一定値以上の受信レベルの変化があった場合には、受信レベルが強くても受信回数に含めない等の対策が必要となる。なお、９０２は、料金ゲートを通過した後の電界強度Ｅを示している。

従って、移動局１０４−１が確実に基地局１０２−１と双方向通信ができるようにするためには、表１で指定したように、例えば、フレーム制御信号ＦＣＭＣの指定送信回数Ｍ回、例えば、５回（５フレームを意味する。）の内、フレーム制御信号ＦＣＭＣの受信レベルが、閾値Ｅｔｈ、例えば、−４０ｄＢｍ以上であり、所定回数Ｎ_０回以上、例えば、４回以上の受信をしていることが必要である。なお、必要に応じて平均値が一定値以上であるように設定することもできる。このように設定すると、移動局１０４−１は、安定して十分な受信レベルであり、以後においても安定した状態で通信できると予想される。

移動局１０４−１は、ステップ８０２で、ＦＣＭＣ情報を記憶部４０６に記憶すると、その時点から受信したフレーム制御信号ＦＣＭＣの第１のＦＣＭＣ情報（表１に示す。）について、電界レベル比較、回数計数を実行する（ステップ８０３）。即ち、移動局１０４−１は、受信レベル監視部４１１で、基地局１０２−１から指定された電界レベル、閾値Ｅｔｈと比較する。この電界レベル計測は、例えば、プリアンブル信号ＰＲのビット“１”の電界強度を計測し、所定レベル、例えば、Ｅｔｈ以上の電界レベル以上かどうかを判定する。この動作をＦＣＭＣの受信の度に実行する（ステップ８０３、８０４）。

ステップ８０５では、フレーム制御信号ＦＣＭＣが第１のＦＣＭＣ情報の設定した設定値を満足したかどうかを判定する。即ち、受信レベル監視部４１１で、監視した結果、例えば、ＦＣＭＣ送信回数Ｍ回、例えば、上記の実施例では、５回（５フレーム）を実測し、その内、電界レベルが閾値Ｅｔｈを越える回数がＮ_０回以上、例えば４回以上であれば、基地局１０２−１との送受信が正しいと判断（ＹＥＳ）し、ステップ８０６にすすむ。しかし、上記の設定値を満足しない場合は、ステップ８０７に進む。

ステップ８０６では、移動局１０４−１の制御部４０５は、基地局１０２−１に接続要求信号ＡＣＴＣを送信する。このステップ８０７以降の基地局１０２−１と移動局１０４−１との間の路車間通信は、先に説明した場合と同様である。

一方、ステップ８０７では、上記の設定値を満足しない場合であるので、基地局探索モードに移行する。即ち、移動局１０４−１が、例えば、基地局１０２−２のアンテナ１０３−２から発射される電波、例えば、チャネルＦ２を受信していた場合等が考えられる。従って、移動局１０４−１は、基地局探索モードを開始し、新しいチャネルＦ１と同様の動作を行う。そして、例えば、移動局１０４−１が通信領域１０６−１の領域に入った場合には、基地局１０２−１からのフレーム制御信号ＦＣＭＣの電界強度が強くなっているので、移動局１０４−１は、基地局１０２−１と正しく双方向通信ができるので、移動局１０４−１は、正しく料金処理を行うことができる。また、この場合、移動局１０４−１が基地局１０２−２との通信を切断するので、道路１０１−２上を走行している移動局１０４−３が基地局１０２−２と通信するのを妨害することもない。

次に、本発明の第２の実施例について、図１０を用いて説明する。第２の実施例は、移動局が送信する接続要求信号の最大送信回数を前もって定め、接続要求信号ＡＣＴＣの送信回数が前もって定めた最大送信回数を越えると、基地局探索モードに移行するように構成するものである。図１０（Ａ）は、本発明の第２の実施例を説明するための動作説明図であり、図１０（Ｂ）は、本発明を実施するためのフレーム制御信号ＦＣＭＣのフレーム構成を示す図である。

図１０（Ａ）において、基地局１０２−１は、前にも説明したようにアンテナ１０３−１から道路１０１−１上に電波を発射し、通信領域を形成している。移動局１０４−１は、道路１０１−１上を矢印の方向に移動している。この状態で、移動局１０４−１が、通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信する（ステップ１００１）。この場合、基地局１０２−１のアンテナ１０３−１から発射されるフレーム制御信号ＦＣＭＣの一部の概略構成を図１０（Ｂ）に示す。この場合も、第１の実施例で説明したように、図６（Ｂ）に示されるフレーム構成を、図１０（Ｂ）では、本発明の理解を容易にするため、例えば、識別ヘッダ１０２１、ＡＣＴＣの最大送信回数１０２２として示してある。ここで、識別ヘッダ１０２１は、例えば、図６（Ｂ）のプリアンブル信号ＰＲ（ビット１、０の繰返し信号）およびユニークワード信号ＵＷ１に対応し、ＡＣＴＣの最大送信回数１０２２は、例えば、図６（Ｂ）の基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣ（７オクテット）の一部のビットを用いて挿入したものである。そして、ＡＣＴＣの最大送信回数１０２２を表２にテーブルとして示す。以下、このテーブルで指定された情報を第２のＦＣＭＣ情報と称する。なお、本実施例では、第２のＦＣＭＣ情報を基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣに添付した場合について説明するが、他の領域に添付して送信することもできる。

表２において、ＡＣＴＣの最大送信回数Ｎ１、例えば、５回が第２の実施例における第２のＦＣＭＣ情報である。この第２のＦＣＭＣ情報は、フレーム制御信号ＦＣＭＣのＡＣＴＣの最大送信回数１０２２の領域で送信する。このテーブルの第２のＦＣＭＣ情報は、例えば、基地局１０２−１の記憶部３０５にＡＣＴＣの最大送信回数Ｎ１：５回が記憶されている。

さて、移動局１０４−１が通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信し、移動局１０４−１の制御部４０５は、表２で指定された第２のＦＣＭＣ情報を記憶部４０６に記憶する（ステップ１００２）。

この状態で、移動局１０４−１は、基地局１０２−１に接続要求信号ＡＣＴＣを送信する（ステップ１００３）。基地局１０２−１の受信レベル監視部３０６は、移動局１０２−１からの接続要求信号ＡＣＴＣの電界強度Ｅを監視している。そして、電界強度Ｅが閾値Ｅｔｈ以下の場合には、接続許可信号を移動局１０４−１には送信しない。あるいは、接続ＮＯの信号を送信する。この状態は、例えば、移動局１０４−１が通信領域１０８−１を走行中の場合である。

移動局１０４−１は、基地局１０２−１から接続許可信号を受信しない限り、接続要求信号ＡＣＴＣの送信を繰り返す（ステップ１００４）。繰り返し周期は、図２（Ｂ）で示すフレーム周期である。例えば、ｆｒ−７であれば、７．２ｍsecであり、この接続要求信号ＡＣＴＣを記憶部４０６に記憶されているＡＣＴＣの最大送信回数Ｎ１：５回まで送信する。この送信回数は、移動局１０４−１のＡＣＴＣ送信回数計数部４１３で計数する。そして、制御部４０５は、ＡＣＴＣの最大送信回数Ｎ１：５回までに基地局１０２−１から接続許可信号が受信されたかどうかを判定する（ステップ１００５）。そして、接続許可信号が受信された場合、正常な受信（ＹＥＳ）と判断し、ステップ１００６に進む。接続許可信号が受信されない場合は、ステップ１００７に進む。

ステップ１００６以降は、基地局１０２−１と移動局１０４−１との間の正常な路車間通信が行われ、先に説明した場合と同様に料金処理が行われる。一方、ステップ１００７では、接続許可信号が受信されない場合であるので、基地局探索モードに移行する。以下の動作は、第１の実施例の場合と同様である。

次に、本発明の第３の実施例について、図１１を用いて説明する。第３の実施例は、接続要求信号ＡＣＴＣの送信時間を設定し、この所定の送信時間を越えた場合、基地局探索モードに移行するものである。図１１（Ａ）は、本発明の第３の実施例を説明するための動作説明図であり、図１１（Ｂ）は、本発明を実施するためのフレーム制御信号ＦＣＭＣのフレーム構成を示す図である。

図１１（Ａ）において、基地局１０２−１は、前にも説明したようにアンテナ１０３−１から道路１０１−１上に電波を発射し、通信領域を形成している。移動局１０４−１は、道路１０１−１上を矢印の方向に移動している。この状態で、移動局１０４−１が、通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信する（ステップ１１０１）。この場合、基地局１０２−１のアンテナ１０３−１から発射されるフレーム制御信号ＦＣＭＣの一部の概略構成を図１１（Ｂ）に示す。この場合も、第１の実施例で説明したように、図６（Ｂ）に示されるフレーム構成を、図１１（Ｂ）では、本発明の理解を容易にするため、例えば、識別ヘッダ１１２１、ＡＣＴＣの最大送信時間１１２２として示してある。ここで、識別ヘッダ１１２１は、例えば、図６（Ｂ）のプリアンブル信号ＰＲ（ビ
ット１、０の繰返し信号）およびユニークワード信号ＵＷ１に対応し、ＡＣＴＣの最大送信時間１１２２は、例えば、図６（Ｂ）の基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣ（７オクテット）の一部のビットを用いて挿入したものである。そして、ＡＣＴＣの最大送信時間１１２２を表３にテーブルとして示す。以下、このテーブルで指定された情報を第３のＦＣＭＣ情報と称する。なお、本実施例では、第３のＦＣＭＣ情報を基地局のサービスアプリケーション情報フィールドＳＣに添付した場合について説明するが、他の領域に添付して送信することもできる。

表３において、ＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１、例えば、３６ｍ secが第３の実施例における第３のＦＣＭＣ情報である。この第３のＦＣＭＣ情報は、フレーム制御信号ＦＣＭＣのＡＣＴＣの最大送信時間１１２２の領域で送信する。このテーブルの第３のＦＣＭＣ情報は、例えば、基地局１０２−１の記憶部３０５にＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１：３６ｍ secが記憶されている。

さて、移動局１０４−１が通信領域１０８−１の領域に入ると、移動局１０４−１は、フレーム制御信号ＦＣＭＣを受信し、移動局１０４−１の制御部４０５は、表３で指定された第３のＦＣＭＣ情報を記憶部４０６に記憶する（ステップ１１０２）。

この状態で、移動局１０４−１は、基地局１０２−１に接続要求信号ＡＣＴＣを送信する（ステップ１１０３）。基地局１０２−１の受信レベル監視部３０６は、移動局１０２−１からの接続要求信号ＡＣＴＣの電界強度Ｅを監視している。そして、電界強度Ｅが閾値Ｅｔｈ以下の場合には、接続許可信号を移動局１０４−１には送信しない。あるいは、接続ＮＯの信号を送信する。この状態は、例えば、移動局１０４−１が通信領域１０８−１を走行中の場合である。

移動局１０４−１は、基地局１０２−１から接続許可信号を受信しない限り、接続要求信号ＡＣＴＣの送信を繰り返す。この繰り返しをＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１になるまで繰り返す（ステップ１１０４）。この最大送信時間Ｔ１は、図２（Ｂ）に示すように３スロットの場合、４スロットの場合、・・・９スロットの場合でそれぞれ異なっているので、システム構成により適宜設定される。

図２（Ｂ）で示すｆｒ−７であれば、例えば、３６ｍ secであり、この接続要求信号ＡＣＴＣを記憶部４０６に記憶されているＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１：３６ｍ secの期間、送信される。なお、この最大送信時間Ｔ１：３６ｍ secは、移動局１０４−１の計時部４１２で計測され、例えば、最初のＡＣＴＣの送信時間を基準に測定が開始される。そして、制御部４０５は、ＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１：３６ｍ secになるまで接続要求信号ＡＣＴＣを送信し、基地局１０２−１から接続許可信号が受信されたかどうか（接続ＯＫか）を判定する（ステップ１１０５）。そして、接続許可信号が受信された場合、正常な受信（ＹＥＳ）と判断し、ステップ１１０６に進む。接続許可信号が受信されない場合は、ステップ１１０７に進む。

ステップ１１０６以降は、基地局１０２−１と移動局１０４−１との間の正常な路車間通信が行われ、先に説明した場合と同様に料金処理が行われる。一方、ステップ１１０７では、接続許可信号が受信されない場合であるので、基地局探索モードに移行する。以下の動作は、第１の実施例の場合と同様である。

なお、第２の実施例の場合、ＦＣＭＣを受信した後、途中で受信できなくなる場合、ＡＣＴＣの送信回数も減少することが考えられる。この場合、基地局探索モードに入る時間が長くなり、信頼性に欠けるので、第３の実施例では、ＡＣＴＣの最大送信時間Ｔ１を設定し、早く基地局探索モードに入るようにしたものである。従って、第２の実施例と第３の実施例を併用することが望ましい場合もある。また、上記各実施例では、有料道路での料金処理の一実施例で説明したが、駐車場、ガソリンスタンドなどでの決済サービス、周辺店舗情報や道路状況等の情報提供サービスにも適用できることはいうまでもない。

また、上記実施例では、１つの基地局に対して１つのアンテナを接続した場合について説明したが、複数のアンテナを１つの基地局に接続することもできることはいうまでもない。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された狭域通信システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外の狭域通信システムに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例を説明するための図である。 本発明で使用される通信チャネル構成およびフレーム構成を示す図である。 本発明の一実施例で用いる基地局の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例で用いる移動局の概略構成のブロック図を示す。 本発明を説明するための移動局の電界強度の測定結果を示す図である。 本発明で用いられるフレーム構成およびＦＣＭＳのフレーム構成を示す図である。 本発明で用いられるＡＴＣＳのフレーム構成を示す図である。 本発明の第１の実施例の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施例の説明で使用される電界強度の測定値を示す図である。 本発明の第２の実施例の動作を説明するための図である。 本発明の第３の実施例の動作を説明するための図である。 従来の狭域通信システムの一例を説明するための図である。

符号の説明

１０１、１２０１：道路、１０２、１２０３：基地局、１０３、４０１、１２０４：アンテナ、１０４、１２０２：移動局、１０５、１０７、１２０５：通信領域、１０６：通信領域１、１０８：通信領域２、１０９、１２０６：料金ゲート、３０１：通信制御部、３０２：基地局無線装置、３０５、４０６：記憶部、３０６、４１１：受信レベル監視部、３０７、４０７：操作表示部、３１０：送信用無線機、３１１：受信用無線機、４０２：切替スイッチ、４０３：受信部、４０４：受信信号処理部、４０５：制御部、４０８：送信信号処理部、４０９：送信部、４１２：計時部、４１３：ＡＣＴＣ送信回数計数部。

Claims (4)

1. 路上に設置された基地局と、上記基地局と無線通信を行う移動局とを有し、上記基地局は、フレーム制御信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記フレーム制御信号の受信により接続要求信号を上記基地局に送信する狭域通信システムにおいて、上記基地局は、上記フレーム制御信号に上記移動局が送信する上記接続要求信号の送信を制御するＦＣＭＣ（フレームコントロールメッセージチャネル）情報を含めて送信する機能を有し、上記移動局は、上記基地局からのＦＣＭＣ情報を受信すると共に、上記ＦＣＭＣ情報に基づいて上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を送信し、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行することを特徴とする狭域通信システム。
2. 請求項１記載の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記基地局からのフレーム制御信号の送信回数および上記フレーム制御信号の電界強度を示す閾値であり、上記移動局は、上記基地局からの上記フレーム制御信号の電界強度を監視する受信レベル監視部を有し、上記受信レベル監視部は、上記閾値以上の電界強度を有する上記フレーム制御信号の受信回数を計測し、該受信回数が上記基地局からの上記ＦＣＭＣ情報で設定された送信回数以上になると、上記移動局の制御部は、上記接続要求信号を送信することを特徴とする狭域通信システム。
3. 請求項１記載の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記移動局のＡＣＴＣ（アクチベーションチャネル）最大送信回数であり、上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を繰り返し送信し、上記ＡＣＴＣ最大送信回数を超えても、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行することを特徴とする狭域通信システム。
4. 請求項１記載の狭域通信システムにおいて、上記ＦＣＭＣ情報は、上記移動局のＡＣＴＣ（アクチベーションチャネル）最大送信時間であり、上記移動局は、上記基地局に接続要求信号を繰り返し送信し、上記ＡＣＴＣ最大送信時間を超えても、上記基地局から接続許可信号が送信されない場合、上記移動局は、基地局探索モードに移行することを特徴とする狭域通信システム。

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